CN101499948B - 任意拓扑的相交环网保护方法、节点和相交环网 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种任意拓扑的相交环网保护方法，相交环网中各个以太环网的主节点都配置有各自的优先级，该方法包括：每一个以太环网中的主节点检测是否发生轮询错误，如果是，则通过相交环网发送携带自身优先级和标识的轮询错误报文，并监测在预定时间长度内是否接收到其他主节点发来的携带其优先级和标识的轮询错误报文，如果是，则根据接收到的轮询错误报文中携带的优先级和标识同自身的优先级和标识，判断自身的优先级是否最高，如果是，则打开副端口。本发明还公开了一种主节点以及一种相交环网。本发明能够为任意拓扑的多个相交的以太环网提供有效的环网保护机制。

Description

任意拓扑的相交环网保护方法、节点和相交环网

技术领域

本发明涉及以太环网技术，特别是涉及任意拓扑的相交环网保护方法、节点和相交环网。

背景技术

目前，以太环网逐步普及并应用。图1是单个以太环网的结构示意图。参见图1，在单个以太环网中，包括一个主节点和多个传输节点，主节点与各个传输节点在以太环网上传输业务数据，完成各种业务功能。

由于以太环网是一个环状网络结构，因此，需要防止产生环路，从而避免未知单播和广播在环路上循环传输所导致的广播风暴。目前，对于单个以太环网，存在比较成熟的技术来避免环路的产生，保证数据的传输。如图1所示，在单个以太环网正常工作时，对于数据报文，主节点只打开自身一侧的主端口，并阻塞自身另一侧的副端口，这样，在传输数据报文时，以太环网则是一个链状，而不会产生环路；在以太环网的一条链路故障时，主节点会快速打开阻塞端口，此时以太环网仍为链状，从而仍然可保证环上的节点之间彼此相通，从环上任何一个节点仍然都可到达其它节点。

为了满足业务的各种需求，在实际的组网应用中，经常需要将多个以太环网进行任意相交组网，形成相交环网，也就是说，一个相交环网可以包含多个以太环网，一个以太环网物理上对应一个环形连接的以太网拓扑，一个相交环网就由彼此相接的多个以太环网构成。图2是多个以太环网相交形成的相交环网的一种拓扑示意图。目前根据业务的需求，一种常用的城域网组网模式可以如图2所示，并且，为了区分出相交环网中各个以太环网的重要性和层次，在图2所示的网络结构中，将代表核心/汇聚层的以太环网ABCDEFHIA设置为主环，该主环具有高带宽的特点；其他各区域的汇聚/接入网络与主环的一部分组成小的环，并被视为附着在主环上的段，比如，图2中一个区域的节点V和W与主环的节点B和C组成一个以太环网，作为附着在主环上的段BVWC。

多个以太环网相交的组网方式，能够形成更加灵活的网络拓扑结构，从而为用户提供更加丰富的业务服务。由于环网本身的特点，对于多个以太环网相交，同样需要提供一种有效的环网保护机制来保证环网链路的通畅以及避免产生环路。如图2中，不仅需要分别保证每一个以太环网即主环及附着在主环上的每一个小环避免产生环路，而且还需要保证相交形成的大环(如、AIHFEDCWVBA组成的环)不产生环路，以及需要考虑在一个环发生故障时，为了保证其他环网链路的通畅，所应采取的应对措施等。

然而，在目前，仅仅存在对单个以太环网的有效环网保护机制，对于多个以太环网相交的任意拓扑方式，还没有一种有效的环网保护机制来保证环网链路的通畅以及避免产生环路。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种任意拓扑的相交环网保护方法、主节点和相交环网，以便于对任意拓扑的多个相交的以太环网提供有效的环网保护机制。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种任意拓扑的相交环网保护方法，该方法应用于多个以太环网相交形成的任意拓扑的相交环网中，每个以太环网包括主节点以及若干个传输节点，相交环网中各个以太环网的主节点都配置有各自的优先级，该方法包括：

以太环网中的主节点检测是否发生轮询错误，如果是，则通过相交环网发送携带自身优先级和标识的轮询错误报文，并监测在预定时间长度内是否接收到其他主节点发来的携带其优先级和标识的轮询错误报文，如果是，则根据接收到的轮询错误报文中携带的优先级和标识同自身的优先级和标识，判断自身的优先级是否最高，如果是，则打开副端口。

如果在预定时间长度内未接收到其他主节点发来的携带优先级和标识的轮询错误报文，该方法进一步包括：所述主节点直接打开副端口。

所述主节点在判断出自身的优先级不是最高之后，进一步包括：转向执行所述的检测是否发生轮询错误的步骤。

在主节点执行打开副端口的处理后，进一步包括：该主节点通过相交环网发送携带自身优先级和标识的刷新转发表报文，相交环网上节点接收到刷新转发表报文后，比较该报文中的优先级和标识与预先设置的自身端口所属的主节点的优先级和标识，如果端口所属的主节点的优先级不小于该报文中的优先级，则根据该刷新转发表报文刷新该端口的转发表。

设置节点的端口所属的主节点包括：对于节点的端口，如果该端口仅位于一个以太环网上，那么，将该端口所在的以太环网上的主节点设置为该端口所属的主节点；如果该端口同时位于多个以太环网上，那么，将该多个以太环网的主节点中优先级最高的主节点设置为该端口所属的主节点。

主节点通过相交环网发送所述轮询错误报文的过程包括：主节点通过自身的主端口和副端口分别发送所述轮询错误报文，节点从一个端口上接收到所述轮询错误报文后，通过其它所有正常的端口发送所述轮询错误报文，其中，当所述节点为主节点时，如果该主节点的副端口阻塞，则该主节点不从副端口发送接收到的所述轮询错误报文，并且，主节点从副端口收到的所述轮询错误报文不再转发，直接丢弃。

主节点通过相交环网发送所述刷新转发表报文的过程包括：主节点通过自身的主端口和副端口分别发送所述刷新转发表报文，节点从一个端口上接收到所述刷新转发表报文后，通过其它所有正常的端口发送所述刷新转发表报文，其中，当所述节点为主节点时，如果该主节点的副端口阻塞，则该主节点不从副端口发送接收到的所述刷新转发表报文，并且，主节点从副端口收到的所述刷新转发表报文不再转发，直接丢弃。

该方法进一步包括：将相交环网中的一个以太环网设置为主环，将与主环直接相交的以太环网设置为附着在主环上的低层次的段，将与该低层次的段直接相交的以太环网设置为连接在该低层次的段上的更低层次的段，并设置主环中主节点的优先级最高，直接连接在主环上的各个低层次段上的主节点的优先级高于直接连接在该低层次段上的更低层次的段上的主节点的优先级；

所述相交环网中各个以太环网包括：主环、所有低层次的段以及所有更低层次的段。

一种任意拓扑的相交环网保护方法，该方法应用于多个以太环网相交形成的任意拓扑的相交环网中，每个以太环网包括主节点以及若干个传输节点，该方法包括：

相交环网中各个以太环网的主节点都配置有各自的优先级；

相交环网中传输节点检测到自身的端口变为故障状态后，将故障通知报文发送给该故障状态端口所属的主节点，接收到故障通知报文的主节点迁移到故障状态，并打开副端口；并且，

以太环网中的主节点检测是否发生轮询错误，如果是，则通过相交环网发送携带自身优先级和标识的轮询错误报文，并监测在预定时间长度内是否接收到其他主节点发来的携带其优先级和标识的轮询错误报文，如果是，则根据接收到的轮询错误报文中携带的优先级和标识与自身的优先级和标识，判断自身的优先级是否最高，如果是，则打开副端口。

该方法进一步包括：将相交环网中的一个以太环网设置为主环，将与主环直接相交的以太环网设置为附着在主环上的低层次的段，将与该低层次的段直接相交的以太环网设置为连接在该低层次的段上的更低层次的段，并设置主环中主节点的优先级最高，直接连接在主环上的各个低层次段上的主节点的优先级高于直接连接在该低层次段上的更低层次的段上的主节点的优先级；

所述相交环网中各个以太环网包括：主环、所有低层次的段以及所有更低层次的段。

一种主节点，该主节点位于相交环网中的以太环网，该主节点包括：

检测单元，用于检测所在主节点控制的以太环网是否发生轮询错误，如果是，则向故障处理单元发送轮询错误通知；

故障处理单元，用于在接收到轮询错误通知后，通过相交环网发送携带所在主节点优先级和标识的轮询错误报文，并监测在预定时间长度内是否接收到其他主节点发来的携带其优先级和标识的轮询错误报文，如果是，则根据接收到的轮询错误报文中携带的优先级和标识与自身的优先级和标识，判断自身的优先级是否最高，如果是，则向端口控制单元发送打开通知；

端口控制单元，用于在接收到打开通知后，打开副端口。

所述故障处理单元，进一步用于在监测到预定时间长度内未接收到其他主节点发来的携带其优先级和标识的轮询错误报文后，向所述端口控制单元发送打开通知。

所述故障处理单元，进一步用于在接收到传输节点发来的故障通知报文时，将所在主节点迁移到故障状态，并向端口控制单元发送打开通知。

所述故障处理单元，进一步用于在判断出所在主节点的优先级不是最高之后，向所述检测单元发送检测通知；

所述检测单元，进一步用于在接收到检测通知后，清除未收到HELLO报文的记录，并重新执行所述的检测所在的以太环网是否发生轮询错误的处理。

所述故障处理单元，进一步用于在接收到其他主节点发来的携带优先级和标识的刷新转发表报文后，比较该报文中的优先级与预先设置的自身每一个端口所属的主节点的优先级，如果端口所属的主节点的优先级不小于该报文中的优先级，则根据该刷新转发表报文刷新该端口的转发表。

该主节点所在的相交环网上，一个以太环网被设置为主环，与主环直接相交的以太环网被设置为附着在主环上的低层次的段，与该低层次的段直接相交的以太环网被设置为连接在该低层次的段上的更低层次的段，并且，

当所述主节点为主环的主节点时，该主节点的优先级最高，且，所述主节点为低层次段上的主节点时的优先级高于该主节点为更低层次段上的主节点时的优先级。

一种传输节点，该传输节点位于相交环网中的以太环网，该传输节点包括：

报文收发单元，用于在一个端口接收到外部发来的报文后，将该报文和该端口信息上报给报文转发控制单元；

报文转发控制单元，用于在当解析出上报的报文为轮询错误报文后，控制报文收发单元从接收该轮询错误报文的端口之外的其他所有端口转发该轮询错误报文。

用于在当解析出上报的报文为携带优先级和标识的刷新转发表报文后，比较该报文中的优先级和标识与预先设置的每一个端口所属的主节点的优先级和标识，如果端口所属的主节点的优先级不小于该报文中的优先级，则根据该刷新转发表报文刷新该端口的转发表。

其中，该传输节点所在的相交环网中，一个以太环网被设置为主环，与主环直接相交的以太环网被设置为附着在主环上的低层次的段，与该低层次的段直接相交的以太环网被设置为连接在该低层次的段上的更低层次的段，并且，

该传输节点所在的相交环网中，主环上主节点的优先级最高，直接连接在主环上的各个低层次段上的主节点的优先级高于直接连接在该低层次段上的更低层次的段上的主节点的优先级。

一种相交环网，该相交环网中包括多个以太环网，每个以太环网包括主节点以及若干个传输节点，主节点与各个传输节点在以太环网上传输业务数据，完成各种业务功能；并且，该相交环网中每一个以太环网上的主节点采用上述本发明的任意一种主节点，每一个以太环网上的传输节点采用上述本发明的任意一种传输节点实现。

在该相交环网中，一个以太环网被设置为主环，与主环直接相交的以太环网被设置为附着在主环上的低层次的段，与该低层次的段直接相交的以太环网被设置为连接在该低层次的段上的更低层次的段，并且，

所述相交环网中，主环上主节点的优先级最高，直接连接在主环上的各个低层次段上的主节点的优先级高于直接连接在该低层次段上的更低层次的段上的主节点的优先级。

由此可见，在本发明中，每一个以太环网中的主节点都配置有各自的优先级；每一个以太环网中的主节点检测所控制的以太环网是否发生轮询错误，如果是，则通过相交环网发送携带自身优先级和标识的轮询错误报文，并监测在预定时间长度内是否接收到其他主节点发来的携带其优先级和标识的轮询错误报文，如果是，则根据接收到的轮询错误报文中携带的优先级和标识和自身的优先级，判断自身的优先级是否最高，如果是，则打开副端口。因此，在多个以太环网相交形成的任意拓扑的环网结构中，既能够保证相交的所有环网的数据链路的通畅，而且还能够保证不产生环路，从而对任意拓扑的多个相交的以太环网提供有效的环网保护机制。

附图说明

图1是单个以太环网的结构示意图。

图2是多个以太环网相交形成的相交环网的一种拓扑示意图。

图3是在本发明实施例中对任意拓扑的以太环网进行保护的流程图。

图4是本发明实施例中一种相交环网的示意图。

图5是本发明实施例中相交环网发生单点故障的一种示意图。

图6是本发明实施例中相交环网发生多点故障的一种示意图。

图7是在本发明实施例中主节点的基本结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。

本发明提出了一种任意拓扑的相交环网保护方法，该方法应用于多个以太环网相交形成的任意拓扑的相交环网中，每个以太环网包括主节点以及若干个传输节点，相交环网中各个以太环网的主节点都配置有各自的优先级，该方法包括：以太环网中的主节点检测是否发生轮询错误，如果是，则通过相交环网发送携带自身优先级和标识的轮询错误报文，并监测在预定时间长度内是否接收到其他主节点发来的携带其优先级和标识的轮询错误报文，如果是，则根据接收到的轮询错误报文中携带的优先级和标识和自身的优先级，判断自身的优先级是否最高，如果是，则打开副端口。

图3是在本发明实施例中对任意拓扑的以太环网进行保护的流程图。参见图3，该流程具体包括以下步骤：

步骤301：在多个以太环网相交形成的任意拓扑的相交环网中，为每一个以太环网设置主节点，并为每一个主节点设置标识及对应的优先级。

图4是本发明实施例中一种相交环网的示意图。参见图4，通过本步骤301的处理，对于以太环网R1，设置其主节点为A，该主节点A的标识为ID1，对应的优先级为LEVEL1；对于以太环网R2，设置其主节点为E，该主节点E的标识为ID2，对应的优先级为LEVEL2；对于以太环网R3，设置其主节点为G，该主节点G的标识为ID3，对应的优先级为LEVEL2，其中，LEVEL1对应的优先级高于LEVEL2。

本领域技术人员可以理解的是，对于图4所示的相交环网，所有以太环网上的所有节点属于同一个相交环网域。该相交环网可以由整数表示的ID来标识，一组配置了相同的域ID和控制VLAN，并且相互连通的网络设备群体构成一个相交环网。并且，在每一个以太环网上设置主节点时，将该主节点在环上的两个端口加入控制VLAN，并设置主/副端口(如果不做指定，则选择端口号小的为主端口)，在以太环网正常工作时，主节点阻塞副端口。

步骤302：在相交环网中，根据每一个节点所在的以太环网，设置该节点的每一个端口所属的主节点。

这里，在设置节点的每一个端口所属的主节点时，如果该端口仅位于一个以太环网上，那么，该端口所属的主节点就是其所在的以太环网上的主节点；如果该端口同时位于多个以太环网上，那么，该端口所属的主节点就是该多个以太环网的多个主节点中，优先级最高的主节点。比如，参见图4，对于节点C的端口Ca(即节点C上连接链路CA的端口)，该端口Ca仅位于一个以太环网R1中，因此，该端口Ca所属的主节点就是以太环网R1的主节点A(ID1，LEVEL1)，而对于节点C的端口Cd(即节点C上连接链路CD的端口)，该端口Cd同时位于以太环网R1和以太环网R2中，而由于以太环网R1的主节点的优先级LEVLE1高于以太环网R2的主节点E的优先级LEVEL，因此，该端口Cd所属的主节点就是以太环网R1的主节点A(ID1，LEVEL1)。其中，具体地，标识端口所属的主节点的方式是：将该端口的标识和优先级设置为该端口所述主节点的标识和优先级，比如，端口Cd所属的主节点是主节点A(ID1，LEVEL1)，那么，该端口Cd的标识为ID1，优先级为LEVEL1。

步骤303：在相交环网中，每一个传输节点实时检测自身每一个端口的链路状态，当检测到自身一个端口故障，即该端口的链路状态变为DOWN后，将故障通知(LINK-DOWN)报文发送给该故障端口所属的主节点。

步骤304：接收到故障通知报文的主节点迁移到故障(Failed)状态，打开副端口，并刷新转发表(FDB)，以及通过自身的主端口和副端口分别发送携带自身标识和优先级的刷新转发表(RING_DOWN_FLUSH_FDB)报文。

步骤305：在相交环网中，每一个节点从自身的一个端口上接收到刷新转发表报文后，都通过自身其它所有正常的端口发送该刷新转发表报文，同时比较该报文中的优先级与自身每一个端口所属的主节点的优先级，如果端口所属的主节点的优先级不小于该报文中的优先级，则根据该刷新转发表报文刷新该端口的转发表(FDB)。

步骤306：在相交环网的每一个以太环网中，主节点定期检测所控制的以太环网是否发生轮询错误，如果是，则执行步骤307，否则，返回步骤306。

本步骤中，每一个以太环网中的主节点可以采用现有技术中轮询错误的检测方式来检测，包括：主节点在所在的以太环网上定期从主端口发送健康检测(HELLO)报文，判断在预定时间内是否能够从副端口上接收到该HELLO报文，如果是，则确定所在的以太环网正常，未发生轮询错误，如果否，则确定所在的以太环网发生轮询错误。需要说明的是，相交环网上任意一个主节点接收到其他主节点发来的HELLO报文后，将接收到的HELLO报文当作数据报文处理，包括：如果该主节点的副端口阻塞，则从主端口接收到的HELLO报文不从副端口转发，如果该主节点的副端口打开，则从主端口接收到的HELLO报文可以从副端口转发；并且，主节点从副端口收到的HELLO报文也不再进行任何转发处理，直接丢弃。另外，相交环网上，任意一个传输节点从自身一个端口上接收到HELLO报文后，通过其他所有端口转发该HELLO报文。

需要说明的是，在现有的单个以太环网中，以太环网发生轮询错误，只需该以太环网的主节点进行对应的打开副端口的处理即可。而在本发明实施例中，由于多个以太环网相交形成了相交环网，这样，不同的以太环网之间就存在公共的节点和链路。因此，在本步骤中，如果一个以太环网中的主节点确定所在的以太环网发生轮询错误，那么，为了保证各个以太环网数据链路的通畅，并且，不产生环路，该主节点不能按照单环的处理方式直接打开副端口，而是应该首先执行后续步骤307至步骤309的处理，来确定当前的故障是仅影响自身所在的单个以太环网，还是同时影响相交的多个以太环网，如果仅影响自身所在的单个以太环网，那么，则可以按照单环的处理方式，即执行后续步骤313的处理，如果影响相交的多个以太环网，那么，则需要执行后续步骤310和步骤311的处理，来确定应该由哪个主节点来针对当前的故障进行包括打开副端口在内的故障保护处理。

步骤307：该主节点构造携带自身优先级和标识的轮询错误(POLLINGDOWN)报文，通过主端口和副端口分别发送该轮询错误报文。

步骤308：在相交环网中，每一个节点从自身的一个端口上接收到轮询错误报文后，都通过自身其它所有正常的端口发送该轮询错误报文。

通过上述步骤307和步骤308的处理，则可以保证相交环网上与其他节点之间存在通路的每一个主节点均接收到发生轮询故障的主节点发送的轮询错误报文，这样，如果两个相交的以太环网的公开链路发生故障时，由于该公共链路所在的两个以太环网中的主节点均会在相交环网上发送携带自身标识和优先级的轮询错误报文，因此，则能够保证故障所影响的以太环网的每一个主节点均通过接收到的轮询错误报文得到其优先级和标识。

需要说明的是，在上述步骤305以及本步骤308中，相交环网上任意一个主节点接收到其他主节点发来的刷新转发表报文和轮询错误报文后，将该刷新转发表报文和轮询错误报文从硬件转发，但要上送CPU处理，并且，该主节点将接收到的刷新转发表报文和轮询错误报文当作数据报文处理，即，如果该主节点的副端口阻塞，则不从副端口发送其接收到的刷新转发表报文和轮询错误报文，并且，从副端口收到的刷新转发表报文和轮询错误报文也不再进行转发处理，直接丢弃。

步骤309：每一个检测到轮询错误的主节点监测在预定时间长度内是否接收到其他主节点发来的携带其优先级和标识的轮询错误报文，如果是，则执行步骤310，否则，执行步骤313。

在上述步骤307至步骤309中，较佳地，上述轮询错误报文的发送和处理方式具体可以为：当处于完整(complete)状态的主节点发生轮询(Polling)错误情况(即在设定时间长度内未接收到自身发送的HELLO报文)，则间隔0.5S连续从主/副端口发送三个轮询错误报文，(发送完后)并再延迟0.5S，然后执行步骤309中判断是否收到其他主节点的轮询错误报文的处理以及后续对应步骤的处理。

步骤310：主节点根据接收到的轮询错误报文中携带的优先级和自身的优先级，判断自身的优先级是否最高，如果是，则执行步骤311，否则，执行步骤312。

由于为每一个主节点配置了标识(ID)和优先级(LEVEL)，其中，为不同主节点配置的ID互不相同，而为不同主节点配置的优先级则有可能相同，因此，在本步骤中，如果比较的两个优先级(LEVEL)值相同，那么，主节点进一步比较所接收到的时间同步报文中的其他主节点的ID与自身的ID，如果自身的ID号小，则认为自身的优先级高，如果自身的ID号大，则认为自身的优先级低。

在本步骤中，检测到轮询错误的主节点如果判断出自身的优先级不是所比较各优先级中最高的，那么，转向执行步骤312中立即重新检测所在的以太环网是否发生故障及其后续处理。

步骤311：进行故障保护处理，打开副端口，结束当前流程。

步骤312：立即重新检测所在的以太环网是否发生轮询错误，如果是，则返回步骤307，否则，结束当前流程。

步骤313：直接进行故障保护处理，打开副端口。

在上述步骤311和步骤313中，还需执行如下处理过程：进行故障保护处理的主节点迁移到故障(Failed)状态，打开副端口，并刷新转发表，以及通过自身的主端口和副端口分别发送携带自身标识和优先级的刷新转发表(RING_DOWN_FLUSH_FDB)报文；在相交环网中，每一个节点从自身的一个端口上接收到刷新转发表报文后，都通过自身其它所有正常的端口发送该刷新转发表报文，同时比较该报文中的优先级与自身每一个端口所属的主节点的优先级，如果端口所属的主节点的优先级不小于该报文中的优先级，则根据该刷新转发表报文刷新该端口的转发表(FDB)。需要说明的是，在此处所述的处理过程以及步骤305中，均是在端口所属的主节点的优先级不小于该报文中的优先级时，需要刷新该端口的转发表(FDB)，其原因为：

根据上述图3所示流程可以看出，在本发明实施例中，如果一个故障影响多个主节点控制的以太环网(比如两个以太环网相交的公共节点发生故障)，那么，是由完整状态的所有主节点中优先级最高的主节点执行打开副端口、发送刷新转发表报文等故障保护处理，因此，一个节点接收到刷新转发表报文后，如果一个端口所属主节点的优先级等于该报文中的优先级时，则说明该端口所属的主节点正是发送当前的刷新转发表报文的主节点，因此，必须刷新该端口的转发表，如果一个端口所属的主节点的优先级大于报文中的优先级时，则说明该端口传输报文依据的转发表可能受到发送当前刷新转发表报文的主节点所控制的以太环网拓扑结构的影响，因此，也需要考虑刷新该端口的转发表。

下面举具体实例来说明上述图3所示的处理。

比如，在图5所示的相交环网中，如果一条链路FD中断后，该链路一侧的节点D会检测到自身的端口Df(即节点D上连接链路DF的端口)变为故障(DOWN)状态，并且，该链路另一侧的节点F也会到自身的端口Fd(即节点F上连接链路DF的端口)变为故障(DOWN)状态，由于端口Df和端口Fd均属于以太环网R2的主节点E，因此，节点D和F都会将故障通知(LINK-DOWN)报文发送给以太环网R2的主节点E，主节点E收到发送给自己的故障通知报文后，将立即迁移到故障(Failed)状态，打开副端口并刷新转发表，并且从主端口和副端口发送携带自身标识和优先级的刷新转发表报文，在相交环网中，由于节点A、B、C、D、F中相应端口的优先级都不小于该报文中主节点E的优先级，因此，均需要对相应端口刷新转发表。

再如，在图6所示的相交环网中，如果链路CD和BD同时或先后中断，那么，节点C、D、B检测到自身端口DOWN后，都会向该端口所属的主节点A发送故障通知报文，主节点A收到该报文后，打开副端口，迁移到Failed状态，刷新转发表，并在主端口和副端口上发送携带自身标识和优先级的刷新转发表报文，由于节点B、C、D中相应端口的优先级都不小于该报文中主节点A的优先级，因此，均需要对相应端口刷新转发表。并且，以太环网R2和R3中的主节点E和G将无法接收到自己发出的健康检测报文，都将检测到轮询错误，这样，处于完整状态的主节点E和G都将在相交环网上发送携带自身标识和优先级的轮询错误报文，主节点E和G接收到对方的轮询错误报文后，经过比较，主节点E的优先级高，因此，主节点E将进行故障保护处理，打开副端口，迁移到Failed状态，刷新转发表，并从主端口和副端口上发送携带自身标识和优先级的刷新转发表报文，而主节点G将清除轮询错误信息，重新检测是否发生了轮询错误，整个网络拓扑收敛。可见，本发明上述实施例的处理方式，即保证了数据链路的通畅，又避免了产生环路。

可以理解的是，虽然上述实施例中的图3，为便于理解，对方法的步骤采用了顺序性描述，但是应当指出的是，对于上述步骤的顺序并不做严格的限制。

本领域普通技术人员还可以理解，上述实施例中的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关的硬件来实现，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，可以是ROM/RAM、磁碟、光盘等。

需要说明的是，在上述本发明的实施例中，没有在相交环网的各个以太环网中明确区分主环和依附于主环的外层次段，而通过主节点标识和优先级来区分各个环网。在本发明的其他实施例中，也可以在相交环网的各个以太环网中明确区分主环和依附于主环的外层次段，比如，根据实际业务的需要，将相交环网中位于核心/汇聚层的以太环网设置为主环，将直接连接在主环上的环即与主环直接相交的以太环网设置为附着在主环上的低层次的段，将直接连接在该低层次的段上的更外层的环即与该低层次的段直接相交的以太环网设置为更低层次的段。比如，参见图4，将以太环网R1(由节点ABDCA组成)设置为主环，其主节点为A，与该主环R1直接相交的以太环网R2(由节点CDFEC组成)就退化为连接在主环上的低层次的段CEFD，其主节点为E，并且，与主环直接相交的以太环网R3(由节点GDBHG组成)也退化为连接在主环上的低层次的段DGHB，其主节点为G。当本发明采用上述对相交环网中各个环划分主环和低层次段的方式时，其实现本发明的过程与上述实施例中图3的过程相同，只是上述图3所示过程中的每一个以太环网具体对应为主环、各个低层次的段以及各个更低层次的段。

另外，当采用上述对相交环网中各个环划分主环和低层次段的方式时，一般地，要求当高层次段与低层次段的公共链路发生中断时，应放开高层段主节点的副端口，以保障高层次段上的大流量不会都冲到低层次段上，这样的目的是保障原有高层次段的流量，不至于跑到低层次的段上去。因此，当本发明采用上述对相交环网中各个环划分主环和低层次段的方式时，在执行步骤301中设置各个主节点的优先级时，具体处理是：设置主环中主节点的优先级最高，直接连接在主环上的各个低层次段上的主节点的优先级较低，直接连接在该低层次段上的更低层次的段上的主节点的优先级更低。

另外，本发明还提出了一种主节点。该主节点位于相交环网中的以太环网，参见图7，该主节点包括：

检测单元，用于检测所在主节点是否发生轮询错误，如果是，则向故障处理单元发送轮询错误通知；

故障处理单元，用于在接收到轮询错误通知后，通过相交环网发送携带所在主节点优先级和标识的轮询错误报文，并监测在预定时间长度内是否接收到其他主节点发来的携带其优先级和标识的轮询错误报文，如果是，则根据接收到的轮询错误报文中携带的优先级和标识和自身的优先级，判断自身的优先级是否最高，如果是，则向端口控制单元发送打开通知；

端口控制单元，用于在接收到打开通知后，打开副端口。

较佳地，所述故障处理单元，进一步用于在监测到预定时间长度内未接收到其他主节点发来的携带其优先级和标识的轮询错误报文后，向所述端口控制单元发送打开通知。

较佳地，所述故障处理单元，进一步用于在接收到传输节点发来的故障通知报文时，将所在主节点迁移到故障状态，并向端口控制单元发送打开通知。

参见图7，所述故障处理单元，进一步用于在判断出所在主节点的优先级不是最高之后，向所述检测单元发送检测通知；

所述检测单元，进一步用于在接收到检测通知后，清除未收到HELLO报文的记录，并重新执行所述的检测所在的主节点是否发生轮询错误的处理。

所述故障处理单元，进一步用于在接收到其他主节点发来的携带优先级和标识的刷新转发表报文后，比较该报文中的优先级与预先设置的自身每一个端口所属的主节点的优先级，如果端口所属的主节点的优先级不小于该报文中的优先级，则根据该刷新转发表报文刷新该端口的转发表。

在本发明中，较佳地，在该主节点所在的相交环网上，一个以太环网被设置为主环，与主环直接相交的以太环网被设置为附着在主环上的低层次的段，与该低层次的段直接相交的以太环网被设置为连接在该低层次的段上的更低层次的段，并且，

当所述主节点为主环的主节点时，该主节点的优先级最高，且，所述主节点为低层次段上的主节点时的优先级高于该主节点为更低层次段上的主节点时的优先级。

另外，本发明还提出了一种传输节点，该传输节点位于相交环网中的以太环网，该传输节点包括：

报文收发单元，用于在一个端口接收到外部发来的报文后，将该报文和该端口信息上报给报文转发控制单元；

报文转发控制单元，用于在解析出上报的报文为轮询错误报文后，控制报文收发单元从接收该轮询错误报文的端口之外的其他所有端口转发该轮询错误报文。

其中，所述报文转发控制单元，进一步用于在解析出上报的报文为携带优先级和标识的刷新转发表报文后，比较该报文中的优先级与预先设置的每一个端口所属的主节点的优先级，如果端口所属的主节点的优先级不小于该报文中的优先级，则根据该刷新转发表报文刷新该端口的转发表。

较佳地，该传输节点所在的相交环网中，一个以太环网被设置为主环，与主环直接相交的以太环网被设置为附着在主环上的低层次的段，与该低层次的段直接相交的以太环网被设置为连接在该低层次的段上的更低层次的段，并且，

该传输节点所在的相交环网中，主环上主节点的优先级最高，直接连接在主环上的各个低层次段上的主节点的优先级高于直接连接在该低层次段上的更低层次的段上的主节点的优先级。

可以理解的是，附图中或实施例中所示仅仅是示意性的，表示逻辑结构，其中所述作为分离部件显示的单元可能是或者可能不是物理上分开的，作为单元显示的部件可能是或者可能不是物理单元，即可以位于一个地方，或者分布到几个网络单元上。

另外，本发明还提出了一种相交环网，该相交环网中包括至少两个相交的以太环网，每个以太环网包括主节点以及若干传输节点，并且，该相交环网中每一个以太环网上的主节点可以采用上述本发明实施例中的任意一种主节点来实现，每一个以太环网上的传输节点可以采用上述本发明实施例中的任意一种传输节点来实现。

在本发明中，相交环网对应的一种较佳结构为：相交环网中，一个以太环网被设置为主环，与主环直接相交的以太环网被设置为附着在主环上的低层次的段，与该低层次的段直接相交的以太环网被设置为连接在该低层次的段上的更低层次的段，并且，

相交环网中，主环上主节点的优先级最高，直接连接在主环上的各个低层次段上的主节点的优先级高于直接连接在该低层次段上的更低层次的段上的主节点的优先级。

需要说明的是，在本发明中，所涉及的“多个”均指至少两个，即，两个或两个以上的任意一个数。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种任意拓扑的相交环网保护方法，其特征在于，该方法应用于多个以太环网相交形成的任意拓扑的相交环网中，每个以太环网包括主节点以及若干个传输节点，相交环网中各个以太环网的主节点都配置有各自的优先级，该方法包括：

以太环网中的主节点检测是否发生轮询错误，如果是，则通过相交环网发送携带自身优先级和标识的轮询错误报文，并监测在预定时间长度内是否接收到其他主节点发来的携带其优先级和标识的轮询错误报文，如果是，则根据接收到的轮询错误报文中携带的优先级和标识同自身的优先级和标识，判断自身的优先级是否最高，如果是，则打开副端口。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果在预定时间长度内未接收到其他主节点发来的携带优先级和标识的轮询错误报文，该方法进一步包括：所述主节点直接打开副端口。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主节点在判断出自身的优先级不是最高之后，进一步包括：转向执行所述的检测是否发生轮询错误的步骤。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的方法，其特征在于，在主节点执行打开副端口的处理后，进一步包括：该主节点通过相交环网发送携带自身优先级和标识的刷新转发表报文，相交环网上的节点接收到刷新转发表报文后，比较该报文中的优先级和标识与预先设置的自身端口所属的主节点的优先级和标识，如果端口所属的主节点的优先级不小于该报文中的优先级，则根据该刷新转发表报文刷新该端口的转发表。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，设置节点的端口所属的主节点包括：对于节点的端口，如果该端口仅位于一个以太环网上，那么，将该端口所在的以太环网上的主节点设置为该端口所属的主节点；如果该端口同时位于多个以太环网上，那么，将该多个以太环网的主节点中优先级最 高的主节点设置为该端口所属的主节点。

6.根据权利要求1至3任意一项所述的方法，其特征在于，主节点通过相交环网发送所述轮询错误报文的过程包括：主节点通过自身的主端口和副端口分别发送所述轮询错误报文，节点从一个端口上接收到所述轮询错误报文后，通过其它所有正常的端口发送所述轮询错误报文，其中，当所述节点为主节点时，如果该主节点的副端口阻塞，则该主节点不从副端口发送接收到的所述轮询错误报文，并且，主节点从副端口收到的所述轮询错误报文不再转发，直接丢弃。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，主节点通过相交环网发送所述刷新转发表报文的过程包括：主节点通过自身的主端口和副端口分别发送所述刷新转发表报文，节点从一个端口上接收到所述刷新转发表报文后，通过其它所有正常的端口发送所述刷新转发表报文，其中，当所述节点为主节点时，如果该主节点的副端口阻塞，则该主节点不从副端口发送接收到的所述刷新转发表报文，并且，主节点从副端口收到的所述刷新转发表报文不再转发，直接丢弃。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：将相交环网中的一个以太环网设置为主环，将与主环直接相交的以太环网设置为附着在主环上的低层次的段，将与该低层次的段直接相交的以太环网设置为连接在该低层次的段上的更低层次的段，并设置主环中主节点的优先级最高，直接连接在主环上的各个低层次段上的主节点的优先级高于直接连接在该低层次段上的更低层次的段上的主节点的优先级；

所述相交环网中各个以太环网包括：主环、所有低层次的段以及所有更低层次的段。

9.一种任意拓扑的相交环网保护方法，其特征在于，该方法应用于多个以太环网相交形成的任意拓扑的相交环网中，每个以太环网包括主节点以及若干个传输节点，相交环网中各个以太环网的主节点都配置有各自的优先级，该方法包括： 

相交环网中传输节点检测到自身的端口变为故障状态后，将故障通知报文发送给该故障状态端口所属的主节点，接收到故障通知报文的主节点迁移到故障状态，并打开副端口；并且，

以太环网中的主节点检测是否发生轮询错误，如果是，则通过相交环网发送携带自身优先级和标识的轮询错误报文，并监测在预定时间长度内是否接收到其他主节点发来的携带其优先级和标识的轮询错误报文，如果是，则根据接收到的轮询错误报文中携带的优先级和标识同自身的优先级和标识，判断自身的优先级是否最高，如果是，则打开副端口。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：将相交环网中的一个以太环网设置为主环，将与主环直接相交的以太环网设置为附着在主环上的低层次的段，将与该低层次的段直接相交的以太环网设置为连接在该低层次的段上的更低层次的段，并设置主环中主节点的优先级最高，直接连接在主环上的各个低层次段上的主节点的优先级高于直接连接在该低层次段上的更低层次的段上的主节点的优先级；

所述相交环网中各个以太环网包括：主环、所有低层次的段以及所有更低层次的段。

11.一种主节点，其特征在于，该主节点位于相交环网中的以太环网，该主节点包括：

检测单元，用于检测所在主节点是否轮询错误，如果是，则向故障处理单元发送轮询错误通知；

故障处理单元，用于在接收到轮询错误通知后，通过相交环网发送携带所在主节点优先级和标识的轮询错误报文，并监测在预定时间长度内是否接收到其他主节点发来的携带其优先级和标识的轮询错误报文，如果是，则根据接收到的轮询错误报文中携带的优先级和标识同自身的优先级和标识，判断自身的优先级是否最高，如果是，则向端口控制单元发送打开通知；

端口控制单元，用于在接收到打开通知后，打开副端口。

12.根据权利要求11所述的主节点，其特征在于，所述故障处理单元，进 一步用于在监测到预定时间长度内未接收到其他主节点发来的携带其优先级和标识的轮询错误报文后，向所述端口控制单元发送打开通知。

13.根据权利要求11或12所述的主节点，其特征在于，所述故障处理单元，进一步用于在接收到传输节点发来的故障通知报文时，将所在主节点迁移到故障状态，并向端口控制单元发送打开通知。

14.根据权利要求11或12所述的主节点，其特征在于，所述故障处理单元，进一步用于在比较出所在主节点的优先级不是最高之后，向所述检测单元发送检测通知；

所述检测单元，进一步用于在接收到检测通知后，清除未收到HELLO报文的记录，并重新执行所述的检测所在主节点是否发生轮询错误的处理。

15.根据权利要求11或12所述的主节点，其特征在于，所述故障处理单元，进一步用于在接收到其他主节点发来的携带优先级和标识的刷新转发表报文后，比较该报文中的优先级与预先设置的自身端口所属的主节点的优先级，如果端口所属的主节点的优先级不小于该报文中的优先级，则根据该刷新转发表报文刷新该端口的转发表。

16.根据权利要求11所述的主节点，其特征在于，该主节点所在的相交环网上，一个以太环网被设置为主环，与主环直接相交的以太环网被设置为附着在主环上的低层次的段，与该低层次的段直接相交的以太环网被设置为连接在该低层次的段上的更低层次的段，并且，

当所述主节点为主环的主节点时，该主节点的优先级最高，且，所述主节点为低层次段上的主节点时的优先级高于该主节点为更低层次段上的主节点时的优先级。

17.一种传输节点，其特征在于，该传输节点位于相交环网中的以太环网，该传输节点包括：

报文收发单元，用于在一个端口接收到外部发来的报文后，将该报文和该端口信息上报给报文转发控制单元；

报文转发控制单元，用于在当解析出上报的报文为轮询错误报文后，控 制报文收发单元从接收该轮询错误报文的端口之外的其他所有端口转发该轮询错误报文；

用于在当解析出上报的报文为携带优先级和标识的刷新转发表报文后，比较该报文中的优先级和标识与预先设置的每一个端口所属的主节点的优先级和标识，如果端口所属的主节点的优先级不小于该报文中的优先级，则根据该刷新转发表报文刷新该端口的转发表。

18.根据权利要求17所述的传输节点，其特征在于，该传输节点所在的相交环网中，一个以太环网被设置为主环，与主环直接相交的以太环网被设置为附着在主环上的低层次的段，与该低层次的段直接相交的以太环网被设置为连接在该低层次的段上的更低层次的段，并且，

该传输节点所在的相交环网中，主环上主节点的优先级最高，直接连接在主环上的各个低层次段上的主节点的优先级高于直接连接在该低层次段上的更低层次的段上的主节点的优先级。

19.一种相交环网，其特征在于，该相交环网中包括多个以太环网，每个以太环网包括主节点以及若干个传输节点，主节点与各个传输节点在以太环网上传输业务数据，完成各种业务功能；并且，该相交环网中每一个以太环网上的主节点如权利要求11至16中任意一项所述，该相交环网中每一个以太环网上的传输节点如权利要求17或18所述。

20.根据权利要求19所述的相交环网，其特征在于，在该相交环网中，一个以太环网被设置为主环，与主环直接相交的以太环网被设置为附着在主环上的低层次的段，与该低层次的段直接相交的以太环网被设置为连接在该低层次的段上的更低层次的段，并且，

所述相交环网中，主环上主节点的优先级最高，直接连接在主环上的各个低层次段上的主节点的优先级高于直接连接在该低层次段上的更低层次的段上的主节点的优先级。 

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